一、 模型建构
在初中所涉及的伽利略的理想实验模型(克服外力对实验的影响)、等温变化、光线、等物理概念和匀速直线运动等物理过程都是物理学家建构的理想模型,它们是根据人们的抽象思维和想象力,采用理想化和纯粹化的办法所创造的能再现原型的本质联系和内在特性的一种简化模型。物理学中的规律就是通过对物理模型的研究得出的。
例1电热水器金属内胆出水口加接一段曲长管道,在电热水器漏电且接地线失效时,能形成“防电墙”,保障人的安全,如图9-4所示,当热水器漏电且接地线失效时,其金属内胆与大地间电压为220V,由于曲长管道中水具有电阻(简称“隔电电阻”),因而人体两端的电压不高于12V,下列说法正确的是( )
图9-4
A.“隔电电阻”大于“人体电阻”
B.曲长管道应选用导电性能好、管壁较厚的铜管
C.热水器漏电且接地线失效时,“防电墙”使人体内无电流通过
D.热水器漏电且接地线失效时,“隔电电阻”与“人体电阻”并联
【答案】A
解 析
当热水器漏电且接地线失效时,人体两端的电压不高于12V,所以隔电电阻与人体是串联的,由电流通过人体,选项C、D错误;隔电电阻与人串联,隔电电阻两端的电压大于人体两端的电压所以,隔电电阻大于人体电阻,选项A正确;由于隔电电阻的阻值比较大,不用导电好的材料制成,选项B错误。故选A。
本题从“模型建模”和“科学推理”角度立意,考察电路的连接方法、串联电路的特点、影响导体电阻因素等知识,考察提取信息、建立模型、分析推理等能力。
本题以生活中常见电热水器作为命题素材,选用电热水器的“防电墙”技术为话题,抓住电热水器“防电墙”技术这一实际情境的核心要素:电路的连接方式,将其转化为物理问题,考察学生模型建构和科学推理的能力,加强对物理知识在生活实际中应用的考查,加强了理论与实际的联系。本题涉及的核心素养为能根据解决问题的需要建构恰当的物理模型。
【知识点】串联电路的分压作用。